Всплыл вот такой отказ вчера. Контроллер мега8, питание-5вольт, частота- 16Мгц.

Внешние симптомы- при наличии вибрации (работы двигателя на оборотах выше средних)- появляются сбои в работе контроллера. Обратили внимание что данные высоты и скорости, которые измеряет контроллер,(стоит на беспилотнике) обновляются раз примерно в 2-3с вместо 1, как должно быть.


После внимательного изучения всех данных контроля функционирования стало ясно, что это не сброс,( он детектируется, как по строжевому таймеру, так и по сбою питания) а именно приостановка работы.

То есть данные из регистров никуда не деваются, просто контроллер перестает реагировать на внешние сигналы.

Плату я снял, и сразу стало ясно- стоит по ней стукнуть по торцу отверткой- происходит остановка примерно на 60-120 мс.
Первым делом грешил на кварц,( стоит smd керамический резонатор 16мгц) поменял- ноль эффекта.
потом снял мегу, поставил в другую такую же плату, новую и не летавшую , чтобы гарантировать отсутствие механических повреждений платы.

Эффект полностью повторился, что привело к выводу- виноват именно контроллер.

Потом попробовал сделать такую вещь- есть у нас резонаторы из разных партий- одни запускаются с ckopt, другие нет( разная добротность). Так вот, если поставить резонатор который без ckopt не запускается вообще- то вероятность сбоев от постукивания по плате увеличивается в несколько раз.

Я пришел к выводу что или "отсыхает" ckopt или просто упал коэффициент усиления усилителя генератора- от внесенных акустических возмущений в резонатор генерация срывается.

Уровень вибраций на корпусе в месте установки платы не превышает 4G во всех режимах, частоты по уровню 0,2g- 35- 420гц. максимальный уровень в полосе от 120 до 350гц.

Этот контроллер налетал 52часа и проработал на земле еще часов 100 наверное-наземное время не измерялось...

Как можно избежать подобных отказов на стадии предварительных испытаний? пока есть термоциклирование 5 циклов -25+80, и вибростенд 10g с частотами до 150гц - на час..

Это сбой из-за ударного возбуждения кварца. Нужен либо вибростойкий кварц, либо отдельный от меги генератор. У контроллера чуть-чуть ухудшаются параметры по-видимому, и он начинает сбоить из-за механических помех на кварц. Попробуйте кварц на поролон и гибкие тонкие проводники, чтобы снизить высокочастотные компоненты вибрации.

Это далеко не первый работающий экземпляр с таким отказом столкнулись впервые. Другой контроллер с этим резонатором, и другими резонаторами, с с меньшей добротностью, работают, сколько не стукай. Сейчас приклеил 40g акселерометр на плату- при резком стуке он зашкаливает длительность стука около 1мс .
А тот контроллер сбоил при 4g. Разница больше чем на порядок.

Проблема в том- как выявить и этот отказ на серии предварительных испытаний... стукать платы?

Может у вас стоят керамические кондеры по обвязке кварца ,попробуйте поменять на другие ,они и от температуры ёмкость теряют и у них может появится паразитное сопративление.

Если есть такая проблема, то вибростенд вам в помощь.

Скорее всего, раз глючит конкретный экземпляр МК, нарушаются контакты от кристалла к пинам. На испытаниях одного прибора на Mega8515, его непрерывно жутко трясли, жарили/морозили и стучали по нему 5 суток. Сбоев не было.

Дык есть вибростенд
погонял эту мегу еще всяко-по разному. общие симптомы- упал или коэффициент усиления, или выходное сопротивление усилителя генератора- осциллографом можно померять уровень только с выхода генератора и только с делителем, при другом раскладе генератор затыкается.

на другой меге и ( этом же резонаторе) все нормально, от осциллографа ничего не глючит.

используем smd резонаторы с 3-мя ножками, конденсаторов внешних нету.

пробовал подключать внешний кварц на 8 Мгц с конденсаторами 22п- та же картина что и с резанатором, только кварц надо пря по корпусу щелкать- он на ножках висит

Самое опасное, что эта проблема появилась ПОСЛЕ 50 часов работы с вибрациями... ! В вибростенд после сборки и термоциклирования ничего не выявил... Хотя я начинаю склоняться к выводу, что вибрации тут не причина, они лишь механизм выявления этой неисправности.

Это единственная отказавшая таким образом мега8 хотя полным отказом такеое назвать нельзя, вернее- "существенное ухудшение параметров".... еще один отказ был в январе,, когда просто после включения была как мертвая, хотя до этого почти 2000ч отпахала. вот и статистика отказов набирается...

Уважаемый, Serj78
Похоже вы перепробовали возможные варианты для выявления НЕ исправного компанента - так мне показалось. Хочу обратить внимание на факт



Гипотеза. Выход генератора был поврежден (частично) эл-статическим разрядом, а наработка в жестких условиях проявила этот скрытый дефект. Эл-статический разряд - наиболее вероятная причина, хотя это и выход ИС. (Можно было бы сравнить формы тактового сигнала, а чтобы не затыкался генератор осциллограф подключать через С~ед. pF, либо подносить щуп к выводу НЕ касаясь его -получится тот же емкостной делитель.)

Лекарство - известно, культура на операции монтирования компанентов. ПРавда Вы говорите о SMD -
у Вас автомат или ручная сборка? Если последняя - то вполне вероятно что комплектовщица, оператор на сборке был наэлектризован в тот день..


Общее соображение. если дефект единичный из ...(сотни) и бог с ним, при условии что культура сборки плат на должном уровне.

К Вам вопрос: были ли в практике Вашей фирмы отказы кварцов при испытании на вибро-стенде?
Интересует надежность кварцев при эксплуатации на транспорте.

А попробуйте внутреннюю RC цепочку на время вибротеста.

совсем недавно умерла Мега128 на модуле из зипа, механо-климатику прошла, потом полежала пару месяцев в ящике и бац, не пашет, ноги XTAL на землю дают сопротивление 500 ом... Некогда было исследование проводить, поменял на новую, все окей. Но наверно до того как окончательно умереть позывы были схожими.

Для выявления утечки сопротивление звонят на землю и на питание

При очень сильном ударе кварц (в древнем подвесе) генерировал импульс напряжения вольт до 6. Может оно? Прошибает полевики на входе генератора? Интересно, если поставить пару шоттки на землю и питание, оно сильно повредит надежности запуска?

Неплохой совет. Только я бы попробовал не внутренний, а внешний RC-генератор (External RC Oscillator), чтобы включить в проверку тот же усилитель, который возбуждает и кварц.

Я бы ещё посоветовал применить миниатюрные внешние кварцевые генераторы, у них частота механического резонанса подвески весьма высока, поэтому, можно надеяться на улучшение вибростойкости конструкции в целом.
Если высокая точность установки частоты генератора не так уж важна, попробуйте поставить чюдо, подобное LTC2905, коему вибрация вообще по барабану. Только на нужную частоту найти надо...

Сборка конкретно этой платы была ручная, детали устанавливаются вакуумным "пинцетом", пайка воздухом или в печке.
Единственный случай выхода резонатора из строя был один- около 2-х лет назад.по причине дикого перегрева, при пайке воздухом. где-то 300 градусов было , он почернел даже немного...

Еще раз повторю, мы используем только пьезокерамику - кварцы места занимают больше и иногда обладают неприятной способностью стряхиваться при ударах
вибростенд все изделия проходили нормально.
И на всех других изделиях с такими же резонаторами- (они стоят практически на каждом контроллере) такой неисправности ни разу не возникало. озадаченный проблемой, сегодня "перетюкал" все изделия, которые были в установке и установлены- около 40 шт- все ок. удары были точно по больше 40g

По поводу проверки с помощью внешнего RC генератора- что это даст? имеются в виду новые изделия...

Кстати, да, я подавал внешний клок от такой же платы - все нормально, на вибрации не реагирует.

Похоже причина в ухудшении параметров в процессе эксплуатации, если 10g вибростенда при сборке ничего не выявили, а теперь и при 4g все свихивается...

Появилась идея нагружать выход и вход генератора вновь собранного изделия емкостью в те- же 20пф для выявления этой причины при сборке.
но это опять же не решает проблему ухода параметров от времени...

Мегу пока не выбрасывал- положил в пакетик

Пробой или "поджаривание" выхода генератора статикой, по-моему, весьма вероятно.
Амплитуду сигнала генератора дефектной атмеги меряли?

Ну, тогда LTC-шка Вам точно пойдёт. Стабильность частоты у неё будет даже повыше, чем у пьезокерамики.

Знаете, это похоже на обрыв сварки на входной ноге генератора - генератор работает через остаточную емкость. Я думаю, что это дефект конкретной меги. А интересно, в керамике есть меги ? Там вероятность обрыва должна быть гораздо меньше.